gảiiiiiiiiii Câu 2. Một dây dẫn kim loại có các electron tự do chạy qua và tạo thành một dòng điện không,đổi. Dây có diện tích tiết diện thẳng là $S=0,3~cm^2,$ trong thời gian 10 s có điện lượng $q=54~C$,đi qua. Biết độ lớn điện tích của electron là $e=1,6.10^{-19}~C;$ mật độ electron tự do là $n=3.10^{25}$,$hạt/m^3.$,a. Tính cường độ dòng điện.,b. Tính tốc độ dịch chuyển có hướng của electron.,Câu 3. Cho mạch điện như hình vẽ. Nguồn điện có suất điện động,,$\xi=15~V$ và điện trở trong $r=2,5~\Omega.$ Các điện trở mạch ngoài,$R_1=3,5~\Omega;R_2=6~\Omega,~R_3=3~\Omega.$ Tìm:,a. Số chỉ Ampere kế khi K đóng, mở.,b. Công suất tỏa nhiệt của mạch ngoài khi K đóng.,Câu 4 . Một dây dẫn bằng kim loại dài 90 cm, tiết diện tròn có đường kính $d=2~mm$ và có dòng điện,không đổi 5 A chạy qua. Mật độ electron tự do trong dây dẫn là $n=8,45.10^{28}~electron/m^3.$,a) Các electron chuyển động theo chiều nào đối với dòng điện? (0,25 điểm),b) Tính số electron đã chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn trong 4 phút. (0,5 điểm),c) Thời gian trung bình mỗi electron đi hết chiều dài đoạn dây. (0,75 điểm)

Question

gảiiiiiiiiii Câu 2. Một dây dẫn kim loại có các electron tự do chạy qua và tạo thành một dòng điện không,đổi. Dây có diện tích tiết diện thẳng là $S=0,3~cm^2,$ trong thời gian 10 s có điện lượng $q=54~C$,đi qua. Biết độ lớn điện tích của electron là $e=1,6.10^{-19}~C;$ mật độ electron tự do là $n=3.10^{25}$,$hạt/m^3.$,a. Tính cường độ dòng điện.,b. Tính tốc độ dịch chuyển có hướng của electron.,Câu 3. Cho mạch điện như hình vẽ. Nguồn điện có suất điện động,<img src=https://minio.ftech.ai/cvdata/fqa/prod/public/illustration_images/b11bb607aa7e4343a708dc655cfb737a.jpg />,$\xi=15~V$ và điện trở trong $r=2,5~\Omega.$ Các điện trở mạch ngoài,$R_1=3,5~\Omega;R_2=6~\Omega,~R_3=3~\Omega.$ Tìm:,a. Số chỉ Ampere kế khi K đóng, mở.,b. Công suất tỏa nhiệt của mạch ngoài khi K đóng.,Câu 4 . Một dây dẫn bằng kim loại dài 90 cm, tiết diện tròn có đường kính $d=2~mm$ và có dòng điện,không đổi 5 A chạy qua. Mật độ electron tự do trong dây dẫn là $n=8,45.10^{28}~electron/m^3.$,a) Các electron chuyển động theo chiều nào đối với dòng điện? (0,25 điểm),b) Tính số electron đã chuyển qua tiết diện thẳng của dây dẫn trong 4 phút. (0,5 điểm),c) Thời gian trung bình mỗi electron đi hết chiều dài đoạn dây. (0,75 điểm)

Accepted Answer

**Câu 2:**

Cho:  
- Diện tích tiết diện dây: $ S = 0,3~cm^2 = 0,3 \times 10^{-4}~m^2 = 3 \times 10^{-5}~m^2 $  
- Thời gian: $ t = 10~s $  
- Điện lượng: $ q = 54~C $  
- Điện tích electron: $ e = 1,6 \times 10^{-19}~C $  
- Mật độ electron tự do: $ n = 3 \times 10^{25}~\text{hạt/m}^3 $

---

**a. Tính cường độ dòng điện $ I $:**

Cường độ dòng điện được tính theo công thức:  
$$
I = \frac{q}{t} = \frac{54}{10} = 5,4~A
$$

---

**b. Tính tốc độ dịch chuyển có hướng của electron $ v_d $:**

Công thức liên hệ giữa dòng điện, mật độ electron, diện tích và vận tốc trôi là:  
$$
I = n \cdot e \cdot S \cdot v_d
$$

Suy ra:  
$$
v_d = \frac{I}{n e S} = \frac{5,4}{3 \times 10^{25} \times 1,6 \times 10^{-19} \times 3 \times 10^{-5}}
$$

Tính mẫu số:  
$$
3 \times 10^{25} \times 1,6 \times 10^{-19} \times 3 \times 10^{-5} = 3 \times 1,6 \times 3 \times 10^{25 - 19 - 5} = 14,4 \times 10^{1} = 144
$$

Vậy:  
$$
v_d = \frac{5,4}{144} = 0,0375~m/s
$$

---

**Đáp án câu 2:**

- a) $ I = 5,4~A $  
- b) $ v_d = 3,75 \times 10^{-2}~m/s $

---

**Câu 3:**

Cho mạch với:  
- Suất điện động: $ \xi = 15~V $  
- Điện trở trong: $ r = 2,5~\Omega $  
- Điện trở ngoài: $ R_1 = 3,5~\Omega, R_2 = 6~\Omega, R_3 = 3~\Omega $

---

**a. Tính số chỉ ampe kế khi K đóng, mở**

- Khi K đóng, $ R_2 $ song song với $ R_3 $:  
$$
R_{23} = \frac{R_2 R_3}{R_2 + R_3} = \frac{6 \times 3}{6 + 3} = \frac{18}{9} = 2~\Omega
$$

- Tổng điện trở ngoài khi K đóng:  
$$
R_{\text{ngoài}} = R_1 + R_{23} = 3,5 + 2 = 5,5~\Omega
$$

- Tổng điện trở mạch khi K đóng:  
$$
R_{\text{toàn mạch}} = r + R_{\text{ngoài}} = 2,5 + 5,5 = 8~\Omega
$$

- Dòng điện mạch chính khi K đóng:  
$$
I_{\text{đóng}} = \frac{\xi}{R_{\text{toàn mạch}}} = \frac{15}{8} = 1,875~A
$$

- Khi K mở, mạch chỉ có các điện trở nối tiếp:  
$$
R_{\text{ngoài}} = R_1 + R_2 + R_3 = 3,5 + 6 + 3 = 12,5~\Omega
$$

- Tổng điện trở mạch khi K mở:  
$$
R_{\text{toàn mạch}} = r + R_{\text{ngoài}} = 2,5 + 12,5 = 15~\Omega
$$

- Dòng điện mạch chính khi K mở:  
$$
I_{\text{mở}} = \frac{\xi}{R_{\text{toàn mạch}}} = \frac{15}{15} = 1~A
$$

---

**b. Công suất tỏa nhiệt mạch ngoài khi K đóng**

- Dòng điện qua mạch ngoài khi K đóng là $ I = 1,875~A $

- Điện trở mạch ngoài: $ R_{\text{ngoài}} = 5,5~\Omega $

- Công suất tỏa nhiệt:  
$$
P = I^2 R = (1,875)^2 \times 5,5 = 3,5156 \times 5,5 \approx 19,34~W
$$

---

**Đáp án câu 3:**

- a)  
+ K đóng: $ I = 1,875~A $  
+ K mở: $ I = 1~A $

- b)  
$$
P = 19,34~W
$$

---

**Câu 4:**

Cho:  
- Chiều dài dây: $ l = 90~cm = 0,9~m $  
- Đường kính dây: $ d = 2~mm = 2 \times 10^{-3}~m $  
- Dòng điện: $ I = 5~A $  
- Mật độ electron tự do: $ n = 8,45 \times 10^{28}~electron/m^3 $

---

**a) Hướng chuyển động của electron đối với dòng điện**

Electron mang điện tích âm, chuyển động ngược chiều dòng điện (dòng điện định nghĩa là chiều chuyển dời của điện tích dương).  
**Trả lời:** Các electron chuyển động ngược chiều dòng điện.

---

**b) Tính số electron chuyển qua tiết diện thẳng trong 4 phút**

- Thời gian:  
$$
t = 4~phút = 4 \times 60 = 240~s
$$

- Điện lượng chuyển qua trong thời gian $ t $:  
$$
q = I \times t = 5 \times 240 = 1200~C
$$

- Số electron chuyển qua tiết diện:  
$$
N = \frac{q}{e} = \frac{1200}{1,6 \times 10^{-19}} = 7,5 \times 10^{21}~electron
$$

---

**c) Thời gian trung bình mỗi electron đi hết chiều dài đoạn dây**

- Tính diện tích tiết diện dây:  
$$
S = \pi \left(\frac{d}{2}\right)^2 = \pi \times (1 \times 10^{-3})^2 = \pi \times 10^{-6} \approx 3,14 \times 10^{-6}~m^2
$$

- Vận tốc dịch chuyển có hướng của electron:  
$$
v_d = \frac{I}{n e S} = \frac{5}{8,45 \times 10^{28} \times 1,6 \times 10^{-19} \times 3,14 \times 10^{-6}}
$$

Tính mẫu số:  
$$
8,45 \times 10^{28} \times 1,6 \times 10^{-19} \times 3,14 \times 10^{-6} = 8,45 \times 1,6 \times 3,14 \times 10^{28 -19 -6} = 42,44 \times 10^{3} = 4,244 \times 10^{4}
$$

Vậy:  
$$
v_d = \frac{5}{4,244 \times 10^{4}} \approx 1,18 \times 10^{-4}~m/s
$$

- Thời gian trung bình electron đi hết chiều dài dây:  
$$
t = \frac{l}{v_d} = \frac{0,9}{1,18 \times 10^{-4}} \approx 7627~s \approx 2~giờ~7~phút
$$

---

**Đáp án câu 4:**

- a) Electron chuyển động ngược chiều dòng điện  
- b) Số electron chuyển qua tiết diện trong 4 phút là $ 7,5 \times 10^{21} $ electron  
- c) Thời gian trung bình mỗi electron đi hết dây là khoảng 7627 giây (~2 giờ 7 phút)